ハイス工具
【課題】ハイス工具の耐摩耗性を大きく低下させることなく潤滑性能を向上させる。
【解決手段】焼入焼戻し処理によって工具基材１８に生成された炭化物３０が所定の溶剤によって溶かして除去されることにより、工具基材１８の表面２０に多数の窪み３２が形成され、その窪み３２が油溜りとして用いられることにより、潤滑油剤を用いてねじ転造加工を行う際の潤滑性能が向上する。その場合に、炭化物３０は硬質であるため、それが除去されることにより工具基材１８の耐摩耗性が低下することが避けられないが、従来の水蒸気処理によって設けられる多孔質の酸化膜に比べると高い耐摩耗性が得られ、油溜り（窪み３２そのもの）による潤滑性能の向上効果が長時間に亘って得られるようになって耐久性が向上する
【解決手段】焼入焼戻し処理によって工具基材１８に生成された炭化物３０が所定の溶剤によって溶かして除去されることにより、工具基材１８の表面２０に多数の窪み３２が形成され、その窪み３２が油溜りとして用いられることにより、潤滑油剤を用いてねじ転造加工を行う際の潤滑性能が向上する。その場合に、炭化物３０は硬質であるため、それが除去されることにより工具基材１８の耐摩耗性が低下することが避けられないが、従来の水蒸気処理によって設けられる多孔質の酸化膜に比べると高い耐摩耗性が得られ、油溜り（窪み３２そのもの）による潤滑性能の向上効果が長時間に亘って得られるようになって耐久性が向上する
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高速度工具鋼にて工具基材が構成されているハイス工具に係り、特に、潤滑性および耐摩耗性に優れたハイス工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高速度工具鋼にて工具基材が構成されているハイス工具（高速度工具鋼製工具）が、ドリルやエンドミル、フライス等の回転切削工具、バイト等の非回転の切削工具、或いは転造タップ（盛上げタップ）等の非切削工具など、種々の加工工具に用いられている（特許文献１参照）。そして、このようなハイス工具において、例えば転造タップのように高い潤滑性能が要求される場合には、水蒸気処理を施すことにより表面に多孔質の酸化膜を形成するようにしているのが普通である。すなわち、その酸化膜の穴が油溜りとして機能することにより、潤滑油が良好に保持されるようになって優れた潤滑性能が得られるようになるのである。
【特許文献１】特開２００７−１９０６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記酸化膜は脆くて取れ易く、耐摩耗性が低いため、摩耗の進行が早くて潤滑性能が持続しないという問題があった。
【０００４】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、ハイス工具の耐摩耗性を大きく低下させることなく潤滑性能を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる目的を達成するために、第１発明は、高速度工具鋼にて工具基材が構成されているとともに、工具の最表面には多数の微小な油溜りが設けられているハイス工具において、焼入焼戻し処理により前記工具基材の表面に生成された炭化物が所定の溶剤によって溶かして除去されることにより、その工具基材の表面に多数の窪みが形成され、その窪みに基づいて前記油溜りが設けられていることを特徴とする。
【０００６】
第２発明は、第１発明のハイス工具において、前記工具基材の表面の多数の窪みは、最大直径が１μｍ以上のものを含んでいることを特徴とする。
なお、最大直径とは、種々の形状の窪みの開口部の任意の２点を結んだ差し渡し寸法の中の最大寸法を意味する。
【０００７】
第３発明は、第１発明または第２発明のハイス工具において、前記溶剤は、アルカリ５〜２０％水溶液で、その溶剤中に前記工具基材が１０分以上浸漬されることにより、前記炭化物が除去されて前記窪みが設けられていることを特徴とする。なお、本明細書に記載の「％」は、何れも質量％を意味している。
【０００８】
第４発明は、第３発明のハイス工具において、前記アルカリ５〜２０％水溶液は、水酸化カリウム〈６〜１０％〉＋トリエタノールアミン〈５〜１０％〉（但し、〈 〉内は溶剤全体に対する配合率）を含み、残りが実質的に水であることを特徴とする。
【０００９】
第５発明は、第１発明または第２発明のハイス工具において、前記溶剤は、過酸化水素３５％水溶液〈３０〜６０％〉＋水〈３０〜６０％〉＋アルカリ溶剤〈１〜７％〉＋強酸溶剤〈１〜７％〉（但し、〈 〉内は溶剤全体に対する配合率）で、４０〜６０℃に加熱保温されたその溶剤中に前記工具基材が１０分以上浸漬されることにより、前記炭化物が除去されて前記窪みが設けられていることを特徴とする。
【００１０】
第６発明は、第１発明〜第５発明の何れかのハイス工具において、前記多数の窪みが設けられた前記工具基材の表面が工具の最表面で、その窪みがそのまま前記油溜りとして用いられることを特徴とする。
【００１１】
第７発明は、第１発明〜第５発明の何れかのハイス工具において、前記工具基材の表面には所定の硬質被膜がコーティングされており、その硬質被膜の表面が工具の最表面で、前記多数の窪みに対応して最大直径が０．５μｍ以上のものを含む多数の油溜りが設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
すなわち、高速度工具鋼にて工具基材が構成されているハイス工具は、基本的に焼入焼戻し処理が施されて用いられるため、高速度工具鋼の含有元素であるＷ（タングステン）やＭｏ（モリブデン）、Ｖ（バナジウム）等の炭化物が生成され、それ等の炭化物の一部は工具基材の表面に露出するように存在しているため、その炭化物を所定の溶剤によって溶かして除去することにより工具基材の表面に多数の窪み（炭化物の抜け跡）が形成され、その窪みに基づいて油溜りを設けることができるのである。これ等の炭化物は硬質であるため、それが除去されることにより工具基材の耐摩耗性が低下するが、水蒸気処理によって設けられる従来の多孔質の酸化膜に比べると高い耐摩耗性が得られ、油溜りによる潤滑性能の向上効果が長時間に亘って得られるようになって耐久性が向上する。
【００１３】
第２発明では、最大直径が１μｍ以上のものを含むように多数の窪みが形成されるため、それに基づいて多数の油溜りが設けられることにより優れた潤滑性能が得られる。窪みの大きさや分布は溶剤による処理時間（浸漬時間）によって変化するものの、基本的には炭化物の大きさや分布によって決まるため、最大直径が１μｍ以上の窪みを含むように処理時間を定めれば、それと同程度の大きさのものが所定の割合で分布しているのが普通で、所定の潤滑性能が得られる。
【００１４】
第３発明、第４発明では、アルカリ５〜２０％水溶液に工具基材が１０分以上浸漬されることにより、その工具基材の表面の炭化物が除去されて窪みが設けられているため、高速度工具鋼の成分や焼入焼戻し処理条件等によって変化するものの、本発明者等の実験によれば最大直径が１μｍ以上のものを含んで多数の窪みが設けられるようになり、第７発明のように硬質被膜をコーティングする場合でも所定の大きさの油溜りが形成されて優れた潤滑性能が得られるようになる。
【００１５】
第５発明では、過酸化水素３５％水溶液〈３０〜６０％〉＋水〈３０〜６０％〉＋アルカリ溶剤〈１〜７％〉＋強酸溶剤〈１〜７％〉（但し、〈 〉内は溶剤全体に対する配合率）から成る溶剤を４０〜６０℃に加熱保温し、その溶剤中に工具基材が１０分以上浸漬されることにより、その工具基材の表面の炭化物が除去されて窪みが設けられているため、高速度工具鋼の成分や焼入焼戻し処理条件等によって多少変化するものの、本発明者等の実験によれば最大直径が１μｍ以上のものを含んで多数の窪みが設けられるようになり、第７発明のように硬質被膜をコーティングする場合でも所定の大きさの油溜りが形成されて優れた潤滑性能が得られるようになる。
【００１６】
第６発明は、多数の窪みが設けられた工具基材の表面がそのまま工具の最表面とされ、その窪みがそのまま油溜りとして用いられるため、優れた潤滑性能が得られて耐久性が向上する。
【００１７】
第７発明では、工具基材の表面に所定の硬質被膜がコーティングされており、その硬質被膜の表面には多数の窪みに対応して最大直径が０．５μｍ以上の油溜りを含んで多数の油溜りが設けられているため、その油溜りによって所定の潤滑性能が得られるとともに、硬質被膜の存在で優れた耐摩耗性が得られることから、潤滑性能の向上効果が一層持続するようになり、耐久性が大幅に向上する。また、工具基材の窪みに硬質被膜が入り込んでコーティングされるため、アンカー効果により硬質被膜の付着力が向上して剥離等が抑制され、この点でも耐久性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、高い潤滑性能が要求される転造タップ等の転造加工用のハイス工具に好適に適用され、特にステンレス鋼に転造加工を行う場合に優れた耐久性向上効果が得られるが、ドリルやエンドミル、フライス等の回転切削工具、バイト等の非回転の切削工具など転造加工用以外のハイス工具にも適用され得るし、ステンレス鋼以外の材料の加工に用いることも可能である。
【００１９】
溶剤によって炭化物が除去されることによって工具基材の表面に形成される窪みの大きさは、最大直径が１μｍ以上、特に工具基材の表面に硬質被膜をコーティングする場合には２μｍ以上のものを含むことが望ましいが、工具の最表面の油溜りは最大直径が０．５μｍ以上あれば所定の潤滑性能が得られるため、例えば第６発明のように工具基材の表面がそのまま工具の最表面とされて窪みが油溜りとなる場合には、最大直径が０．５μｍ以上のものを含むように多数の窪みが設けられても良い。窪みの最大直径が大きくなると油溜りの寸法も大きくなるため、被加工物の加工面粗さが悪くなる可能性があるが、窪みの大きさの最大寸法は工具基材に存在する炭化物の大きさによって決まり、本発明者等の実験によれば、溶剤中に工具基材を長時間浸漬した場合の窪みの最大直径は４〜６μｍ程度で、加工面粗さを損なう程ではなく、特に規定する必要はない。
【００２０】
工具基材の表面の炭化物の有無や、その炭化物の溶解除去で形成される窪みは、例えばエネルギー分散型Ｘ線分析および走査型電子顕微鏡を用いて確認することができる。
【００２１】
第３発明〜第５発明に記載の溶剤はあくまでも一例であり、炭化物を溶かして除去できる他の溶剤を採用することも可能である。炭化物は、高速度工具鋼の成分元素に応じて複数種類存在するが、必ずしも表面に露出している総ての炭化物を溶解除去できる必要はなく、一部の種類の炭化物のみを溶解除去できる溶剤を用いることも可能である。なお、第３発明〜第５発明の溶剤は、焼入焼戻し処理で生成される略総ての種類の炭化物を溶解除去することができる。
【００２２】
第３発明〜第５発明では、何れも溶剤中に工具基材を１０分以上浸漬して炭化物を除去するようになっているが、本発明者等の実験によれば何れの場合も２０分程度で最大直径が２μｍ以上の窪みが設けられるようになり、第７発明のように硬質被膜をコーティングする場合でも十分な大きさの油溜りが形成されるようになる。第３発明〜第５発明に記載の溶剤を使用した場合、浸漬時間が３０分程度までは窪みが大きくなるが、３０分以上になると窪みの大きさや分布は殆ど変化しなくなるため、３０分以上行う必要はなく、１０分〜３０分の範囲内で特に２０分〜３０分程度が適当と考えられる。なお、第６発明のように工具基材の表面がそのまま工具の最表面とされて窪みが油溜りとなる場合には、窪みの最大直径が０．５μｍ程度でも所定の潤滑性能が得られるため、上記浸漬時間が１０分未満であっても良い。また、溶剤の各成分の割合が第３発明〜第５発明に規定の範囲から外れていても、浸漬時間を長くするなどして所定の大きさの窪みを形成できる場合には、それ等の溶剤を用いることも可能である。
【００２３】
第３発明では、アルカリ５〜２０％水溶液が用いられるが、アルカリ水溶液の濃度が５％未満では炭化物の溶解に時間が掛かり、２０％を超えると、溶解時間の短縮の割に溶剤ランニングコストが高くなり、全体としてコスト高になる。また、第５発明のアルカリ溶剤は水酸化ナトリウムなどで、強酸溶剤はホスホン酸などである。
【００２４】
硬質被膜としては、ＴｉＮやＴｉＣＮなどが好適に用いられるが、例えば元素の周期表の IIIｂ族、IVａ族、Ｖａ族、またはVIａ族の金属の炭化物、窒化物、炭窒化物、或いはそれらの相互固溶体から成る他の化合物被膜などを用いることも可能である。これ等の硬質被膜は、例えばアークイオンプレーティング法やスパッタリング法等のＰＶＤ法によって好適に設けられるが、プラズマＣＶＤ法等の他の成膜法で設けられても良い。硬質被膜の膜厚は、被膜の種類などによって適宜定められるが、所定の大きさの油溜りが形成されるようにする上で例えば１〜３μｍ程度が適当である。２種類以上の硬質被膜が交互に積層されている多層の積層被膜を用いたり、２層或いは３層等の硬質被膜を用いたりすることも可能である。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例である転造タップ１０を説明する図で、(a) は軸心Ｏと直角方向から見た正面図、(b) は(a) におけるIB−IB断面の拡大図、(c) は表面付近の断面の拡大図である。この転造タップ１０は、図示しないチャックを介して主軸に取り付けられるシャンク１２と、下穴内にねじ込まれることによりめねじを形成する加工部１６とを同軸上に一体に備えており、工具基材１８は高速度工具鋼にて構成されている。本実施例では、ＪＩＳに規定のＳＫＨ５８相当の高速度工具鋼が用いられており、その含有成分および割合はＣ：１．０、Ｃｒ：４．０、Ｍｏ：８．８、Ｗ：１．８、Ｖ：２．０で、残りが実質的にＦｅである。また、図１の(c) は、上記加工部１６における表面近傍の断面を模式的に示す図で、工具基材１８の表面２０がそのまま工具の最表面を構成している。本実施例では、転造タップ１０がハイス工具に相当する。
【００２６】
加工部１６は、外側へ湾曲した辺からなる多角柱形状、本実施例では略四角柱形状の断面を成しているとともに、その外周面には、被加工物の下穴の表層部に食い込んで塑性変形させることによりめねじを盛上げ加工するおねじ２２が設けられている。おねじ２２のねじ山は、形成すべきめねじの溝の形状に対応した断面形状を成しており、そのめねじに対応するリード角のつる巻き線に沿って一定の高さ寸法で設けられている。すなわち、加工部１６には、おねじ２２のねじ山が径方向の外側へ突き出してめねじを加工する４箇所のマージン部Ｍと、そのマージン部Ｍよりも小径の４箇所の逃げ部２４とが、それぞれ軸心Ｏと平行に軸方向へ連なるように、軸心Ｏまわりにおいて交互に且つ等角度間隔で設けられているのである。マージン部Ｍの寸法は、形成すべきめねじと同じ寸法か、或いは塑性変形に対する弾性復帰を考慮して、めねじよりも大き目に設定される。また、この加工部１６は、軸方向においてねじ山の径寸法が一定の完全山部２６と、先端側へ向かうに従って径寸法が小さくなる食付き部２８とを備えている。なお、図１の(b) は、おねじ２２の溝の谷底においてつる巻き線に沿って切断した断面図である。
【００２７】
このような転造タップ１０は、上記おねじ２２やマージンＭ等が研削加工等によって設けられた後に、所定の焼入焼戻し処理が施されて硬化させられる。この時、Ｍｏ（モリブデン）やＷ（タングステン）、Ｖ（バナジウム）等の炭化物３０が形成され、その一部は表面２０に露出しているが、本実施例では、この表面２０に露出している炭化物３０が所定の溶剤によって溶かして除去されることにより、最大直径が１μｍ以上の窪みを含んで多数の窪み３２が形成され、潤滑油を用いてねじの転造加工が行われる際に、この窪み３２が油溜りとして機能して優れた潤滑作用が得られるようになっている。この場合の溶剤としては、以下の《溶剤１》または《溶剤２》が好適に用いられる。
【００２８】
《溶剤１》
水酸化カリウム〈６〜１０％〉＋トリエタノールアミン〈５〜１０％〉（但し、〈 〉内は溶剤全体に対する配合率）を含み、残りが実質的に水から成るアルカリ５〜２０％水溶液
《溶剤２》
過酸化水素３５％水溶液〈３０〜６０％〉＋水〈３０〜６０％〉＋アルカリ溶剤〈１〜７％〉＋強酸溶剤〈１〜７％〉（但し、〈 〉内は溶剤全体に対する配合率）
なお、上記アルカリ溶剤の主成分は水酸化ナトリウムで、強酸溶剤の主成分はホスホン酸である。
【００２９】
そして、《溶剤１》を用いる場合は、その溶剤中に工具基材１８を１０分以上浸漬し、《溶剤２》を用いる場合は、その溶剤を４０〜６０℃に加熱保温して工具基材１８を１０分以上浸漬する。これ等の溶剤中に工具基材１８を２０分以上浸漬すると、窪み３２が大きくなって最大直径が２μｍ以上の窪み３２が形成されるようになり、３０分程度までは窪み３２が拡大するが、それ以上は窪み３２の大きさや分布は殆ど変化しない。
【００３０】
図２は、上記《溶剤１》を用いて浸漬時間２０分で炭化物３０の溶解処理を行った場合の工具基材１８の表面２０の電子顕微鏡写真で、(b) は(a) において白色で示す枠内を更に拡大した写真である。図３は、図２の(b) に示す写真に対応する図で、最大直径が１μｍ以上の窪み３２を取り出して示した概略図であり、この中のクロスのハッチングを施したものは最大直径が２μｍ以上ある。なお、図示は省略するが、前記《溶剤２》を用いて炭化物３０の溶解処理を行った場合も、図２と同様な表面状態となる。
【００３１】
図５の(a) は、このように《溶剤１》を用いて２０分溶解処理を行って多数の窪み３２を設けた本実施例の転造タップ１０（本発明品）と、比較品１〜３とをそれぞれ２本ずつ用意し、以下の加工条件でめねじの転造加工を行って、工具の摩耗によりめねじの寸法が小さくなり、通りねじプラグゲージ（ＧＰ）の通り抜けが不可となるゲージアウトとなるか、または工具折損までの加工穴数（工具寿命に相当）を調べた結果を示す図である。比較品１は水蒸気処理で酸化膜を形成して油溜りを設けた従来品で、比較品２はマイクロブラスト処理で凹凸を形成して油溜りとしたもので、比較品３は本発明品と同様に《溶剤１》を用いて溶解処理を行ったものであるが、溶解の処理時間が５分と短く、表面２０に炭化物３０が残存している。
（加工条件）
・ねじサイズ：Ｍ３×０．５
・被削材：ＳＵＳ３０４（ＪＩＳに規定のステンレス鋼）
・加工速度：６ｍ／分
・ねじ立て長さ：６ｍｍ
・潤滑油剤：水溶性
【００３２】
図５の(a) において、比較品１（水蒸気処理品）は酸化膜が脆くて取れ易いため、その酸化膜の摩耗で潤滑性能が持続しなくて寿命が短いとともに、そのばらつきが大きくて品質が安定しない。比較品２（マイクロブラスト処理品）は、表面の凹凸深さが均一で浅いため、油溜りとしての効果が小さくて潤滑性能が十分に得られず、本発明品に比べて加工穴数は２／３程度である。比較品３（炭化物残存）は、窪み３２の最大直径が１μｍ未満で油溜りとしての機能が十分に得られないとともに、表面２０が粗くて加工時の被加工物の流れが悪く、抵抗が大きいため、工具の摩耗が促進されて寿命が短く、本発明品に比べて加工穴数は２／３程度である。
【００３３】
一方、図４は、前記図１の転造タップ１０において、多数の窪み３２が設けられた工具基材１８の表面２０に、所定の硬質被膜４０がコーティングされている場合で、その硬質被膜４０の表面４２が工具の最表面で、前記多数の窪み３２に対応して最大直径が０．５μｍ以上の油溜りを含んで多数の油溜り４４が設けられている。本実施例では、前記《溶剤１》を用いて工具基材１８に対して２０分間溶解処理を行って多数の窪み３２を形成し、その上に上記硬質被膜４０として膜厚が約２μｍのＴｉＮがアークイオンプレーティング法によって設けられている。図４は、前記図１の(c) に対応する断面図である。
【００３４】
図５の(b) は、図４の実施例の転造タップ１０（本発明品）と、比較品とをそれぞれ２本ずつ用意し、以下の加工条件でめねじの転造加工を行って、通りねじプラグゲージ（ＧＰ）の通り抜けが不可となるゲージアウトとなるか工具折損までの加工穴数（工具寿命に相当）を調べた結果を示す図である。比較品は、《溶剤１》による溶解処理を行うことなく、焼入焼戻し処理が施された工具基材１８の表面２０にそのまま硬質被膜４０をコーティングしたものである。
（加工条件）
・ねじサイズ：Ｍ３×０．５
・被削材：ＳＵＳ３０４（ＪＩＳに規定のステンレス鋼）
・加工速度：８ｍ／分
・ねじ立て長さ：６ｍｍ
・潤滑油剤：水溶性
【００３５】
図５の(b) において、比較品（コートのみ）は、コーティングにより耐摩耗性の効果が得られるものの、油溜りが存在しないため潤滑作用が十分に得られず、本発明品に比べて加工穴数は２／３以下である。
【００３６】
このように、本実施例の転造タップ１０は、焼入焼戻し処理によって工具基材１８に生成された炭化物３０が所定の溶剤によって溶かして除去されることにより、工具基材１８の表面２０に多数の窪み３２が形成され、図１の実施例ではその窪み３２がそのまま油溜りとして用いられ、図４の実施例ではその窪み３２に基づいて硬質被膜４０の表面４２に油溜り４４が設けられるため、潤滑油剤を用いてねじ転造加工を行う際の潤滑性能が向上する。その場合に、炭化物３０は硬質であるため、それが除去されることにより工具基材１８の耐摩耗性が低下するが、硬質被膜４０がコーティングされる図４の実施例は勿論、工具基材１８のまま使用される図１の実施例においても、従来の水蒸気処理によって設けられる多孔質の酸化膜に比べると高い耐摩耗性が得られ、油溜り（図１では窪み３２そのもの、図４では油溜り４４）による潤滑性能の向上効果が長時間に亘って得られるようになって耐久性が向上する。
【００３７】
また、本実施例では最大直径が１μｍ以上の窪み３２が含まれるように、溶剤の種類や浸漬時間が定められるため、その窪み３２に基づいて多数の油溜り（図１では窪み３２そのもの、図４では油溜り４４）が設けられることにより優れた潤滑性能が得られる。特に、前記《溶剤１》または《溶剤２》を用いて、工具基材１８を２０分以上それ等の溶剤に浸漬して溶解処理を行えば、最大直径が２μｍ以上の窪み３２が形成されるようになるため、工具基材１８のまま用いられる図１の実施例は勿論、図４の実施例のように硬質被膜４０をコーティングする場合でも最大直径が０．５μｍ以上の油溜り４４が形成され、何れの場合も優れた潤滑性能が得られる。
【００３８】
また、工具基材１８の表面２０に硬質被膜４０がコーティングされる図４の実施例では、硬質被膜４０の存在で優れた耐摩耗性が得られることから、潤滑性能の向上効果が一層持続するようになって耐久性が大幅に向上する。この実施例ではまた、工具基材１８の窪み３２に硬質被膜４０が入り込んでコーティングされるため、アンカー効果により硬質被膜４０の付着力が向上して剥離等が抑制され、この点でも耐久性が向上する。
【００３９】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施例である転造タップを説明する図で、(a) は正面図、(b) は(a) におけるIB−IB断面の拡大図、(c) は工具基材の炭化物や窪みを模式的に示す断面図である。
【図２】図１の実施例における工具表面の電子顕微鏡写真で、(b) は(a) の白色で示す枠内を更に拡大した写真である。
【図３】図２の(b) の電子顕微鏡写真に示される窪みを具体的に説明する図である。
【図４】工具基材の表面に硬質被膜がコーティングされている実施例を説明する図で、図１の(c) に対応する断面図である。
【図５】図１および図４の実施例の転造タップを用いて耐久性試験を行った結果を所定の比較品と比較して示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０：転造タップ（ハイス工具） １８：工具基材 ２０：表面 ３０：炭化物 ３２：窪み（油溜り） ４０：硬質被膜 ４２：表面 ４４：油溜り
【技術分野】
【０００１】
本発明は高速度工具鋼にて工具基材が構成されているハイス工具に係り、特に、潤滑性および耐摩耗性に優れたハイス工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高速度工具鋼にて工具基材が構成されているハイス工具（高速度工具鋼製工具）が、ドリルやエンドミル、フライス等の回転切削工具、バイト等の非回転の切削工具、或いは転造タップ（盛上げタップ）等の非切削工具など、種々の加工工具に用いられている（特許文献１参照）。そして、このようなハイス工具において、例えば転造タップのように高い潤滑性能が要求される場合には、水蒸気処理を施すことにより表面に多孔質の酸化膜を形成するようにしているのが普通である。すなわち、その酸化膜の穴が油溜りとして機能することにより、潤滑油が良好に保持されるようになって優れた潤滑性能が得られるようになるのである。
【特許文献１】特開２００７−１９０６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記酸化膜は脆くて取れ易く、耐摩耗性が低いため、摩耗の進行が早くて潤滑性能が持続しないという問題があった。
【０００４】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、ハイス工具の耐摩耗性を大きく低下させることなく潤滑性能を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる目的を達成するために、第１発明は、高速度工具鋼にて工具基材が構成されているとともに、工具の最表面には多数の微小な油溜りが設けられているハイス工具において、焼入焼戻し処理により前記工具基材の表面に生成された炭化物が所定の溶剤によって溶かして除去されることにより、その工具基材の表面に多数の窪みが形成され、その窪みに基づいて前記油溜りが設けられていることを特徴とする。
【０００６】
第２発明は、第１発明のハイス工具において、前記工具基材の表面の多数の窪みは、最大直径が１μｍ以上のものを含んでいることを特徴とする。
なお、最大直径とは、種々の形状の窪みの開口部の任意の２点を結んだ差し渡し寸法の中の最大寸法を意味する。
【０００７】
第３発明は、第１発明または第２発明のハイス工具において、前記溶剤は、アルカリ５〜２０％水溶液で、その溶剤中に前記工具基材が１０分以上浸漬されることにより、前記炭化物が除去されて前記窪みが設けられていることを特徴とする。なお、本明細書に記載の「％」は、何れも質量％を意味している。
【０００８】
第４発明は、第３発明のハイス工具において、前記アルカリ５〜２０％水溶液は、水酸化カリウム〈６〜１０％〉＋トリエタノールアミン〈５〜１０％〉（但し、〈 〉内は溶剤全体に対する配合率）を含み、残りが実質的に水であることを特徴とする。
【０００９】
第５発明は、第１発明または第２発明のハイス工具において、前記溶剤は、過酸化水素３５％水溶液〈３０〜６０％〉＋水〈３０〜６０％〉＋アルカリ溶剤〈１〜７％〉＋強酸溶剤〈１〜７％〉（但し、〈 〉内は溶剤全体に対する配合率）で、４０〜６０℃に加熱保温されたその溶剤中に前記工具基材が１０分以上浸漬されることにより、前記炭化物が除去されて前記窪みが設けられていることを特徴とする。
【００１０】
第６発明は、第１発明〜第５発明の何れかのハイス工具において、前記多数の窪みが設けられた前記工具基材の表面が工具の最表面で、その窪みがそのまま前記油溜りとして用いられることを特徴とする。
【００１１】
第７発明は、第１発明〜第５発明の何れかのハイス工具において、前記工具基材の表面には所定の硬質被膜がコーティングされており、その硬質被膜の表面が工具の最表面で、前記多数の窪みに対応して最大直径が０．５μｍ以上のものを含む多数の油溜りが設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
すなわち、高速度工具鋼にて工具基材が構成されているハイス工具は、基本的に焼入焼戻し処理が施されて用いられるため、高速度工具鋼の含有元素であるＷ（タングステン）やＭｏ（モリブデン）、Ｖ（バナジウム）等の炭化物が生成され、それ等の炭化物の一部は工具基材の表面に露出するように存在しているため、その炭化物を所定の溶剤によって溶かして除去することにより工具基材の表面に多数の窪み（炭化物の抜け跡）が形成され、その窪みに基づいて油溜りを設けることができるのである。これ等の炭化物は硬質であるため、それが除去されることにより工具基材の耐摩耗性が低下するが、水蒸気処理によって設けられる従来の多孔質の酸化膜に比べると高い耐摩耗性が得られ、油溜りによる潤滑性能の向上効果が長時間に亘って得られるようになって耐久性が向上する。
【００１３】
第２発明では、最大直径が１μｍ以上のものを含むように多数の窪みが形成されるため、それに基づいて多数の油溜りが設けられることにより優れた潤滑性能が得られる。窪みの大きさや分布は溶剤による処理時間（浸漬時間）によって変化するものの、基本的には炭化物の大きさや分布によって決まるため、最大直径が１μｍ以上の窪みを含むように処理時間を定めれば、それと同程度の大きさのものが所定の割合で分布しているのが普通で、所定の潤滑性能が得られる。
【００１４】
第３発明、第４発明では、アルカリ５〜２０％水溶液に工具基材が１０分以上浸漬されることにより、その工具基材の表面の炭化物が除去されて窪みが設けられているため、高速度工具鋼の成分や焼入焼戻し処理条件等によって変化するものの、本発明者等の実験によれば最大直径が１μｍ以上のものを含んで多数の窪みが設けられるようになり、第７発明のように硬質被膜をコーティングする場合でも所定の大きさの油溜りが形成されて優れた潤滑性能が得られるようになる。
【００１５】
第５発明では、過酸化水素３５％水溶液〈３０〜６０％〉＋水〈３０〜６０％〉＋アルカリ溶剤〈１〜７％〉＋強酸溶剤〈１〜７％〉（但し、〈 〉内は溶剤全体に対する配合率）から成る溶剤を４０〜６０℃に加熱保温し、その溶剤中に工具基材が１０分以上浸漬されることにより、その工具基材の表面の炭化物が除去されて窪みが設けられているため、高速度工具鋼の成分や焼入焼戻し処理条件等によって多少変化するものの、本発明者等の実験によれば最大直径が１μｍ以上のものを含んで多数の窪みが設けられるようになり、第７発明のように硬質被膜をコーティングする場合でも所定の大きさの油溜りが形成されて優れた潤滑性能が得られるようになる。
【００１６】
第６発明は、多数の窪みが設けられた工具基材の表面がそのまま工具の最表面とされ、その窪みがそのまま油溜りとして用いられるため、優れた潤滑性能が得られて耐久性が向上する。
【００１７】
第７発明では、工具基材の表面に所定の硬質被膜がコーティングされており、その硬質被膜の表面には多数の窪みに対応して最大直径が０．５μｍ以上の油溜りを含んで多数の油溜りが設けられているため、その油溜りによって所定の潤滑性能が得られるとともに、硬質被膜の存在で優れた耐摩耗性が得られることから、潤滑性能の向上効果が一層持続するようになり、耐久性が大幅に向上する。また、工具基材の窪みに硬質被膜が入り込んでコーティングされるため、アンカー効果により硬質被膜の付着力が向上して剥離等が抑制され、この点でも耐久性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、高い潤滑性能が要求される転造タップ等の転造加工用のハイス工具に好適に適用され、特にステンレス鋼に転造加工を行う場合に優れた耐久性向上効果が得られるが、ドリルやエンドミル、フライス等の回転切削工具、バイト等の非回転の切削工具など転造加工用以外のハイス工具にも適用され得るし、ステンレス鋼以外の材料の加工に用いることも可能である。
【００１９】
溶剤によって炭化物が除去されることによって工具基材の表面に形成される窪みの大きさは、最大直径が１μｍ以上、特に工具基材の表面に硬質被膜をコーティングする場合には２μｍ以上のものを含むことが望ましいが、工具の最表面の油溜りは最大直径が０．５μｍ以上あれば所定の潤滑性能が得られるため、例えば第６発明のように工具基材の表面がそのまま工具の最表面とされて窪みが油溜りとなる場合には、最大直径が０．５μｍ以上のものを含むように多数の窪みが設けられても良い。窪みの最大直径が大きくなると油溜りの寸法も大きくなるため、被加工物の加工面粗さが悪くなる可能性があるが、窪みの大きさの最大寸法は工具基材に存在する炭化物の大きさによって決まり、本発明者等の実験によれば、溶剤中に工具基材を長時間浸漬した場合の窪みの最大直径は４〜６μｍ程度で、加工面粗さを損なう程ではなく、特に規定する必要はない。
【００２０】
工具基材の表面の炭化物の有無や、その炭化物の溶解除去で形成される窪みは、例えばエネルギー分散型Ｘ線分析および走査型電子顕微鏡を用いて確認することができる。
【００２１】
第３発明〜第５発明に記載の溶剤はあくまでも一例であり、炭化物を溶かして除去できる他の溶剤を採用することも可能である。炭化物は、高速度工具鋼の成分元素に応じて複数種類存在するが、必ずしも表面に露出している総ての炭化物を溶解除去できる必要はなく、一部の種類の炭化物のみを溶解除去できる溶剤を用いることも可能である。なお、第３発明〜第５発明の溶剤は、焼入焼戻し処理で生成される略総ての種類の炭化物を溶解除去することができる。
【００２２】
第３発明〜第５発明では、何れも溶剤中に工具基材を１０分以上浸漬して炭化物を除去するようになっているが、本発明者等の実験によれば何れの場合も２０分程度で最大直径が２μｍ以上の窪みが設けられるようになり、第７発明のように硬質被膜をコーティングする場合でも十分な大きさの油溜りが形成されるようになる。第３発明〜第５発明に記載の溶剤を使用した場合、浸漬時間が３０分程度までは窪みが大きくなるが、３０分以上になると窪みの大きさや分布は殆ど変化しなくなるため、３０分以上行う必要はなく、１０分〜３０分の範囲内で特に２０分〜３０分程度が適当と考えられる。なお、第６発明のように工具基材の表面がそのまま工具の最表面とされて窪みが油溜りとなる場合には、窪みの最大直径が０．５μｍ程度でも所定の潤滑性能が得られるため、上記浸漬時間が１０分未満であっても良い。また、溶剤の各成分の割合が第３発明〜第５発明に規定の範囲から外れていても、浸漬時間を長くするなどして所定の大きさの窪みを形成できる場合には、それ等の溶剤を用いることも可能である。
【００２３】
第３発明では、アルカリ５〜２０％水溶液が用いられるが、アルカリ水溶液の濃度が５％未満では炭化物の溶解に時間が掛かり、２０％を超えると、溶解時間の短縮の割に溶剤ランニングコストが高くなり、全体としてコスト高になる。また、第５発明のアルカリ溶剤は水酸化ナトリウムなどで、強酸溶剤はホスホン酸などである。
【００２４】
硬質被膜としては、ＴｉＮやＴｉＣＮなどが好適に用いられるが、例えば元素の周期表の IIIｂ族、IVａ族、Ｖａ族、またはVIａ族の金属の炭化物、窒化物、炭窒化物、或いはそれらの相互固溶体から成る他の化合物被膜などを用いることも可能である。これ等の硬質被膜は、例えばアークイオンプレーティング法やスパッタリング法等のＰＶＤ法によって好適に設けられるが、プラズマＣＶＤ法等の他の成膜法で設けられても良い。硬質被膜の膜厚は、被膜の種類などによって適宜定められるが、所定の大きさの油溜りが形成されるようにする上で例えば１〜３μｍ程度が適当である。２種類以上の硬質被膜が交互に積層されている多層の積層被膜を用いたり、２層或いは３層等の硬質被膜を用いたりすることも可能である。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例である転造タップ１０を説明する図で、(a) は軸心Ｏと直角方向から見た正面図、(b) は(a) におけるIB−IB断面の拡大図、(c) は表面付近の断面の拡大図である。この転造タップ１０は、図示しないチャックを介して主軸に取り付けられるシャンク１２と、下穴内にねじ込まれることによりめねじを形成する加工部１６とを同軸上に一体に備えており、工具基材１８は高速度工具鋼にて構成されている。本実施例では、ＪＩＳに規定のＳＫＨ５８相当の高速度工具鋼が用いられており、その含有成分および割合はＣ：１．０、Ｃｒ：４．０、Ｍｏ：８．８、Ｗ：１．８、Ｖ：２．０で、残りが実質的にＦｅである。また、図１の(c) は、上記加工部１６における表面近傍の断面を模式的に示す図で、工具基材１８の表面２０がそのまま工具の最表面を構成している。本実施例では、転造タップ１０がハイス工具に相当する。
【００２６】
加工部１６は、外側へ湾曲した辺からなる多角柱形状、本実施例では略四角柱形状の断面を成しているとともに、その外周面には、被加工物の下穴の表層部に食い込んで塑性変形させることによりめねじを盛上げ加工するおねじ２２が設けられている。おねじ２２のねじ山は、形成すべきめねじの溝の形状に対応した断面形状を成しており、そのめねじに対応するリード角のつる巻き線に沿って一定の高さ寸法で設けられている。すなわち、加工部１６には、おねじ２２のねじ山が径方向の外側へ突き出してめねじを加工する４箇所のマージン部Ｍと、そのマージン部Ｍよりも小径の４箇所の逃げ部２４とが、それぞれ軸心Ｏと平行に軸方向へ連なるように、軸心Ｏまわりにおいて交互に且つ等角度間隔で設けられているのである。マージン部Ｍの寸法は、形成すべきめねじと同じ寸法か、或いは塑性変形に対する弾性復帰を考慮して、めねじよりも大き目に設定される。また、この加工部１６は、軸方向においてねじ山の径寸法が一定の完全山部２６と、先端側へ向かうに従って径寸法が小さくなる食付き部２８とを備えている。なお、図１の(b) は、おねじ２２の溝の谷底においてつる巻き線に沿って切断した断面図である。
【００２７】
このような転造タップ１０は、上記おねじ２２やマージンＭ等が研削加工等によって設けられた後に、所定の焼入焼戻し処理が施されて硬化させられる。この時、Ｍｏ（モリブデン）やＷ（タングステン）、Ｖ（バナジウム）等の炭化物３０が形成され、その一部は表面２０に露出しているが、本実施例では、この表面２０に露出している炭化物３０が所定の溶剤によって溶かして除去されることにより、最大直径が１μｍ以上の窪みを含んで多数の窪み３２が形成され、潤滑油を用いてねじの転造加工が行われる際に、この窪み３２が油溜りとして機能して優れた潤滑作用が得られるようになっている。この場合の溶剤としては、以下の《溶剤１》または《溶剤２》が好適に用いられる。
【００２８】
《溶剤１》
水酸化カリウム〈６〜１０％〉＋トリエタノールアミン〈５〜１０％〉（但し、〈 〉内は溶剤全体に対する配合率）を含み、残りが実質的に水から成るアルカリ５〜２０％水溶液
《溶剤２》
過酸化水素３５％水溶液〈３０〜６０％〉＋水〈３０〜６０％〉＋アルカリ溶剤〈１〜７％〉＋強酸溶剤〈１〜７％〉（但し、〈 〉内は溶剤全体に対する配合率）
なお、上記アルカリ溶剤の主成分は水酸化ナトリウムで、強酸溶剤の主成分はホスホン酸である。
【００２９】
そして、《溶剤１》を用いる場合は、その溶剤中に工具基材１８を１０分以上浸漬し、《溶剤２》を用いる場合は、その溶剤を４０〜６０℃に加熱保温して工具基材１８を１０分以上浸漬する。これ等の溶剤中に工具基材１８を２０分以上浸漬すると、窪み３２が大きくなって最大直径が２μｍ以上の窪み３２が形成されるようになり、３０分程度までは窪み３２が拡大するが、それ以上は窪み３２の大きさや分布は殆ど変化しない。
【００３０】
図２は、上記《溶剤１》を用いて浸漬時間２０分で炭化物３０の溶解処理を行った場合の工具基材１８の表面２０の電子顕微鏡写真で、(b) は(a) において白色で示す枠内を更に拡大した写真である。図３は、図２の(b) に示す写真に対応する図で、最大直径が１μｍ以上の窪み３２を取り出して示した概略図であり、この中のクロスのハッチングを施したものは最大直径が２μｍ以上ある。なお、図示は省略するが、前記《溶剤２》を用いて炭化物３０の溶解処理を行った場合も、図２と同様な表面状態となる。
【００３１】
図５の(a) は、このように《溶剤１》を用いて２０分溶解処理を行って多数の窪み３２を設けた本実施例の転造タップ１０（本発明品）と、比較品１〜３とをそれぞれ２本ずつ用意し、以下の加工条件でめねじの転造加工を行って、工具の摩耗によりめねじの寸法が小さくなり、通りねじプラグゲージ（ＧＰ）の通り抜けが不可となるゲージアウトとなるか、または工具折損までの加工穴数（工具寿命に相当）を調べた結果を示す図である。比較品１は水蒸気処理で酸化膜を形成して油溜りを設けた従来品で、比較品２はマイクロブラスト処理で凹凸を形成して油溜りとしたもので、比較品３は本発明品と同様に《溶剤１》を用いて溶解処理を行ったものであるが、溶解の処理時間が５分と短く、表面２０に炭化物３０が残存している。
（加工条件）
・ねじサイズ：Ｍ３×０．５
・被削材：ＳＵＳ３０４（ＪＩＳに規定のステンレス鋼）
・加工速度：６ｍ／分
・ねじ立て長さ：６ｍｍ
・潤滑油剤：水溶性
【００３２】
図５の(a) において、比較品１（水蒸気処理品）は酸化膜が脆くて取れ易いため、その酸化膜の摩耗で潤滑性能が持続しなくて寿命が短いとともに、そのばらつきが大きくて品質が安定しない。比較品２（マイクロブラスト処理品）は、表面の凹凸深さが均一で浅いため、油溜りとしての効果が小さくて潤滑性能が十分に得られず、本発明品に比べて加工穴数は２／３程度である。比較品３（炭化物残存）は、窪み３２の最大直径が１μｍ未満で油溜りとしての機能が十分に得られないとともに、表面２０が粗くて加工時の被加工物の流れが悪く、抵抗が大きいため、工具の摩耗が促進されて寿命が短く、本発明品に比べて加工穴数は２／３程度である。
【００３３】
一方、図４は、前記図１の転造タップ１０において、多数の窪み３２が設けられた工具基材１８の表面２０に、所定の硬質被膜４０がコーティングされている場合で、その硬質被膜４０の表面４２が工具の最表面で、前記多数の窪み３２に対応して最大直径が０．５μｍ以上の油溜りを含んで多数の油溜り４４が設けられている。本実施例では、前記《溶剤１》を用いて工具基材１８に対して２０分間溶解処理を行って多数の窪み３２を形成し、その上に上記硬質被膜４０として膜厚が約２μｍのＴｉＮがアークイオンプレーティング法によって設けられている。図４は、前記図１の(c) に対応する断面図である。
【００３４】
図５の(b) は、図４の実施例の転造タップ１０（本発明品）と、比較品とをそれぞれ２本ずつ用意し、以下の加工条件でめねじの転造加工を行って、通りねじプラグゲージ（ＧＰ）の通り抜けが不可となるゲージアウトとなるか工具折損までの加工穴数（工具寿命に相当）を調べた結果を示す図である。比較品は、《溶剤１》による溶解処理を行うことなく、焼入焼戻し処理が施された工具基材１８の表面２０にそのまま硬質被膜４０をコーティングしたものである。
（加工条件）
・ねじサイズ：Ｍ３×０．５
・被削材：ＳＵＳ３０４（ＪＩＳに規定のステンレス鋼）
・加工速度：８ｍ／分
・ねじ立て長さ：６ｍｍ
・潤滑油剤：水溶性
【００３５】
図５の(b) において、比較品（コートのみ）は、コーティングにより耐摩耗性の効果が得られるものの、油溜りが存在しないため潤滑作用が十分に得られず、本発明品に比べて加工穴数は２／３以下である。
【００３６】
このように、本実施例の転造タップ１０は、焼入焼戻し処理によって工具基材１８に生成された炭化物３０が所定の溶剤によって溶かして除去されることにより、工具基材１８の表面２０に多数の窪み３２が形成され、図１の実施例ではその窪み３２がそのまま油溜りとして用いられ、図４の実施例ではその窪み３２に基づいて硬質被膜４０の表面４２に油溜り４４が設けられるため、潤滑油剤を用いてねじ転造加工を行う際の潤滑性能が向上する。その場合に、炭化物３０は硬質であるため、それが除去されることにより工具基材１８の耐摩耗性が低下するが、硬質被膜４０がコーティングされる図４の実施例は勿論、工具基材１８のまま使用される図１の実施例においても、従来の水蒸気処理によって設けられる多孔質の酸化膜に比べると高い耐摩耗性が得られ、油溜り（図１では窪み３２そのもの、図４では油溜り４４）による潤滑性能の向上効果が長時間に亘って得られるようになって耐久性が向上する。
【００３７】
また、本実施例では最大直径が１μｍ以上の窪み３２が含まれるように、溶剤の種類や浸漬時間が定められるため、その窪み３２に基づいて多数の油溜り（図１では窪み３２そのもの、図４では油溜り４４）が設けられることにより優れた潤滑性能が得られる。特に、前記《溶剤１》または《溶剤２》を用いて、工具基材１８を２０分以上それ等の溶剤に浸漬して溶解処理を行えば、最大直径が２μｍ以上の窪み３２が形成されるようになるため、工具基材１８のまま用いられる図１の実施例は勿論、図４の実施例のように硬質被膜４０をコーティングする場合でも最大直径が０．５μｍ以上の油溜り４４が形成され、何れの場合も優れた潤滑性能が得られる。
【００３８】
また、工具基材１８の表面２０に硬質被膜４０がコーティングされる図４の実施例では、硬質被膜４０の存在で優れた耐摩耗性が得られることから、潤滑性能の向上効果が一層持続するようになって耐久性が大幅に向上する。この実施例ではまた、工具基材１８の窪み３２に硬質被膜４０が入り込んでコーティングされるため、アンカー効果により硬質被膜４０の付着力が向上して剥離等が抑制され、この点でも耐久性が向上する。
【００３９】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施例である転造タップを説明する図で、(a) は正面図、(b) は(a) におけるIB−IB断面の拡大図、(c) は工具基材の炭化物や窪みを模式的に示す断面図である。
【図２】図１の実施例における工具表面の電子顕微鏡写真で、(b) は(a) の白色で示す枠内を更に拡大した写真である。
【図３】図２の(b) の電子顕微鏡写真に示される窪みを具体的に説明する図である。
【図４】工具基材の表面に硬質被膜がコーティングされている実施例を説明する図で、図１の(c) に対応する断面図である。
【図５】図１および図４の実施例の転造タップを用いて耐久性試験を行った結果を所定の比較品と比較して示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０：転造タップ（ハイス工具） １８：工具基材 ２０：表面 ３０：炭化物 ３２：窪み（油溜り） ４０：硬質被膜 ４２：表面 ４４：油溜り
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速度工具鋼にて工具基材が構成されているとともに、工具の最表面には多数の微小な油溜りが設けられているハイス工具において、
焼入焼戻し処理により前記工具基材の表面に生成された炭化物が所定の溶剤によって溶かして除去されることにより、該工具基材の表面に多数の窪みが形成され、該窪みに基づいて前記油溜りが設けられている
ことを特徴とするハイス工具。
【請求項２】
前記工具基材の表面の多数の窪みは、最大直径が１μｍ以上のものを含んでいる
ことを特徴とする請求項１に記載のハイス工具。
【請求項３】
前記溶剤は、アルカリ５〜２０％水溶液で、該溶剤中に前記工具基材が１０分以上浸漬されることにより、前記炭化物が除去されて前記窪みが設けられている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のハイス工具。
【請求項４】
前記アルカリ５〜２０％水溶液は、水酸化カリウム〈６〜１０％〉＋トリエタノールアミン〈５〜１０％〉（但し、〈 〉内は溶剤全体に対する配合率）を含み、残りが実質的に水である
ことを特徴とする請求項３に記載のハイス工具。
【請求項５】
前記溶剤は、過酸化水素３５％水溶液〈３０〜６０％〉＋水〈３０〜６０％〉＋アルカリ溶剤〈１〜７％〉＋強酸溶剤〈１〜７％〉（但し、〈 〉内は溶剤全体に対する配合率）で、４０〜６０℃に加熱保温された該溶剤中に前記工具基材が１０分以上浸漬されることにより、前記炭化物が除去されて前記窪みが設けられている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のハイス工具。
【請求項６】
前記多数の窪みが設けられた前記工具基材の表面が工具の最表面で、該窪みがそのまま前記油溜りとして用いられる
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のハイス工具。
【請求項７】
前記工具基材の表面には所定の硬質被膜がコーティングされており、該硬質被膜の表面が工具の最表面で、前記多数の窪みに対応して最大直径が０．５μｍ以上のものを含む多数の油溜りが設けられている
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のハイス工具。
【請求項１】
高速度工具鋼にて工具基材が構成されているとともに、工具の最表面には多数の微小な油溜りが設けられているハイス工具において、
焼入焼戻し処理により前記工具基材の表面に生成された炭化物が所定の溶剤によって溶かして除去されることにより、該工具基材の表面に多数の窪みが形成され、該窪みに基づいて前記油溜りが設けられている
ことを特徴とするハイス工具。
【請求項２】
前記工具基材の表面の多数の窪みは、最大直径が１μｍ以上のものを含んでいる
ことを特徴とする請求項１に記載のハイス工具。
【請求項３】
前記溶剤は、アルカリ５〜２０％水溶液で、該溶剤中に前記工具基材が１０分以上浸漬されることにより、前記炭化物が除去されて前記窪みが設けられている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のハイス工具。
【請求項４】
前記アルカリ５〜２０％水溶液は、水酸化カリウム〈６〜１０％〉＋トリエタノールアミン〈５〜１０％〉（但し、〈 〉内は溶剤全体に対する配合率）を含み、残りが実質的に水である
ことを特徴とする請求項３に記載のハイス工具。
【請求項５】
前記溶剤は、過酸化水素３５％水溶液〈３０〜６０％〉＋水〈３０〜６０％〉＋アルカリ溶剤〈１〜７％〉＋強酸溶剤〈１〜７％〉（但し、〈 〉内は溶剤全体に対する配合率）で、４０〜６０℃に加熱保温された該溶剤中に前記工具基材が１０分以上浸漬されることにより、前記炭化物が除去されて前記窪みが設けられている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のハイス工具。
【請求項６】
前記多数の窪みが設けられた前記工具基材の表面が工具の最表面で、該窪みがそのまま前記油溜りとして用いられる
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のハイス工具。
【請求項７】
前記工具基材の表面には所定の硬質被膜がコーティングされており、該硬質被膜の表面が工具の最表面で、前記多数の窪みに対応して最大直径が０．５μｍ以上のものを含む多数の油溜りが設けられている
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のハイス工具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２９７８６３（Ｐ２００９−２９７８６３Ａ）
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５７２８１（Ｐ２００８−１５７２８１）
【出願日】平成２０年６月１６日（２００８．６．１６）
【出願人】（０００１０３３６７）オーエスジー株式会社 (180)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１６日（２００８．６．１６）
【出願人】（０００１０３３６７）オーエスジー株式会社 (180)
【Ｆターム（参考）】
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